除表面活性剂的结构和性能外,抗静电性能还与聚合物的结构、玻璃化转变温度、结晶度、介电常数和表面性质有关。除了表面形状、孔隙率等,最重要的表面性质是表面能或表面张力。
选择涂层抗静电剂时,抗静电剂的表面张力应等于或小于待涂层聚合物固体的临界表面张力,以获得良好的铺展润湿和粘附效果。表2列出了一些聚合物的临界表面张力σC。
此外,基体树脂的结构、结晶度、取向(延伸率)、密度和孔隙率对抗静电效果也有很大影响。抗静电剂只能存在于聚合物的非晶态区,并能在其中起作用。聚合物分子链的规整性越好,越容易结晶;结晶度和密度越高,抗静电剂的非结晶区和活性区越小,很难移出。
对聚烯烃而言,加入抗静电剂的LDPE在加工后很快就会表现出抗静电效果并达到平衡。HDPE表现出一定的滞后性,而PP表现出非常缓慢的抗静电效果(见图3)。从图中还可以看出,羟乙基烷基胺抗静电剂的分子链越长,迁移越慢,抗静电效果随加工方法的不同而不同。
聚合物的玻璃化转变温度将直接影响抗静电分子向表面的迁移。低玻璃化转变温度的聚合物链段在室温下可以自由移动。这种运动可以促进抗静电分子在链段周围向表面的迁移。玻璃化转变温度高的聚合物在室温下处于“冻结”状态,不利于抗静电分子的迁移。
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